テラヘルツ分光法のナノ材料への応用と展望

液体状態(液液相互作用)、界面状態(固液相互作用)の解析に期待

本技術の特徴

  • ●遠赤外からミリ波にかけての電磁波領域(30μm〜3mm)と重なり、この領域の分光分析は発展途上
  • ●テラヘルツ波の特徴:
    • ・半導体、プラスチック、紙、ゴム、木材、繊維、セラミックスなどを良く透過
    • 分子間の弱い相互作用のエネルギーに相当
    • ・低エネルギーで安全
  • ●期待される評価分野:
    • ・微量の水の配位結合評価
    • ・結晶多系等の評価
    • 水素結合、ファンデルワールス力、イオン間相互作用の評価

評価例

  • ●Butyl Imidazolium Chloride (BtMtIm+Cl-)は1.6 THz付近にイオン間相互作用を示す

    • →密度汎関数理論(B3LYP/6-31+G*)により、カチオンーアニオン相互作用を同定

  • ●含水量によりイオン間相互作用ピークが低周波数にシフトしブロード化を示す

    • →水の配位により、イオン間結合が弱くなり、水との相互作用ピークが出現

  • ●テラヘルツ分光法により、イオン液体の分子間の相互作用の評価が可能

KRIからのご提案

  • ●イオン液体の溶媒構造の詳細解析
  • ●電解液内の配位力等の評価
  • ●高分子の配向状態評価
  • ●ナノコンポシート中のフィラーと樹脂の界面相互作用
  • ●錯体分子、界面・表面吸着分子の構造解析
  • ●固体表面の欠陥・酸化(含む水酸化)の評価
  • ●水の関わる状態及び反応の解析

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構造制御材料研究部